疏放条件下新生界底部含水层数值模拟及排泄量评价

我国东部隐伏矿区煤层开采会引起新生界底部含水层(简称“底含”)地下水间接补给基岩面下砂岩含水层,这不仅会导致地面沉降,同时也增加了矿井排水量,排泄量的确定为矿井水害防治和沉降量的预测提供了一定的依据。以淮南煤田板集矿为例,通过对9煤顶板砂岩含水层疏放导致与上覆“底含”补给关系的分析,构建了“底含”数值模型,获得了其水文地质参数,采用水均衡原理计算并评价其排泄量。结果表明:研究区“底含”可划分为5个水文地质单元区块,渗透系数为0.433~0.824 m/d,弹性释水率为1.8×10^(-6)~3.6×10^(-6)m^(-1);在砂岩水疏放条件下,不同阶段“底含”排泄量约占疏放水总量的1/4,其来源主要为侧向补给和静储量消耗;因此,通过基岩风化带的注浆,封堵“底含”与煤层顶板之间的水力通道,是治理“底含”水补给砂岩水的有效措施。

井筒出水点水质跟踪分析在水源判别和水害治理中的应用

研究地下水的水文地球化学特征也就是水质特质是目前广泛应用的出水水源判别方法,是发生突水时进行矿井出水水源判别的重要手段。传统的水源判别多为出水后进行单一水质分析,而现实中随着出水点的长期不断疏排,各含水层之间常常会产生水力联系,有的甚至与强含水层连通,从而造成水害事故,特别是对于两淮地区穿越巨厚松散层的井筒。因此,通过连续跟踪监测分析井筒出水点的水质,从而及时判断出水水源,研究地各含水层的水力联系情况,对于井筒水害的超前防范具有重要意义。

基于光纤光栅传感技术的井筒在线监测应用

20世纪80年代以来,有百余个立井井筒发生了不同程度的破坏,而井壁的破坏与井筒的受力密切相关.特别是淮南矿区井筒穿越深厚的表土层,井筒受力十分复杂,因此采用有效的手段对井筒的受力情况进行实时监测、预警十分必要.板集煤矿井筒破坏修复后根据井筒所处的地层情况在井筒套壁过程中分布埋入光纤光栅传感器,建立了可以实时监测井筒不同深度和部位受力情况的在线监测系统.通过井筒在解冻过程中各部位的应力应变监测情况应用分析,该系统可实时远程在线监测且效果良好.可见,该系统为分析井筒受力特征与相关因素,预测井筒受力发展趋势、井筒的破坏预测和及时维护具有重要意义.

淹井矿井井筒排水试验方案

板集煤矿由于副井井筒发生突水事故造成井下巷道和主井、副井和风井井筒全部淹没,被泥砂和水充填.在治理过程中先后采取了井筒内抛填石子、井筒周围探查地层、地面注浆、冻结等治理方案措施,在冻结壁达到一定程度后将开始对井筒进行排水.由于目前在国内外均无类似案例经验可以借鉴,而在排水及后续的清淤过程又可能存在因前期治理不到位出现威胁井壁以及施工人员安全的因素,因此制定科学合理的方案尤为重要.该方案通过对前期治理过程中的地质、水文现象进行科学分析,合理确定了排水试验的方式以及获取的水文地质参数,能够为后续的排水工作提供指导依据.

钻井法与普通凿井法综合防治水技术实践

在煤矿井筒施工中,水害是影响井筒安全掘进的一大重要威胁,文章介绍了在巨厚松散层下井筒施工中钻井法施工和普通凿井法施工两种施工方法的水害防治技术,为采用相似工艺施工的其他井筒提供经验参考。

板集煤矿井底车场综合防治水技术实践

板集煤矿-735 m石门自东向西将穿过BF34、BF33、BF33-1、F512断层,并且断层将太原组C13抬升至距-735 m水平最近仅20 m左右;另外,东部边界F12断层距外水仓最近距离仅80 m。断层的赋存形态、断层带含、导水性对井底车场大巷的安全掘进具有决定性影响。通过在地面布置钻探工程,对断层进行控制,并利用地面钻孔对断层带进行预注浆,初步进行堵水加固;在井下留足安全距离,采取物探、钻探相结合的手段对断层进行超前探放水,从而确保巷道的安全掘进。

扰动地层条件下地面注浆止水加固技术

板集煤矿井筒发生突水后,采用地面注浆对地层进行充填加固,注浆技术虽为国内井筒突水治理的一种重要手段,但由于突水造成井筒周围地层发生了严重扰动,导致原始的水文地质参数发生了较大变化,而国内扰动地层条件下地面注浆止水加固技术尚属先例,现有的试验研究成果难以科学、有效的指导现场注浆施工,因此对它的研究具有重大的实用性。通过室内和现场试验来修正和完善扰动地层注浆理论,获得了较好的注浆效果,也为类似地层条件下注浆施工提供了较好的指导依据。